植物基因工程原理和安全性概要(柴友榮,)

1、現(xiàn)代生命科學進展專選柴友榮 博士西南大學農(nóng)學與生物科技學院研究員、博導重慶市巴渝學者特聘教授重慶市作物品質改良重點實驗室主任重慶市油菜工程技術研究中心基因工程室主任2013-10-12本報告的部分圖片和數(shù)據(jù)來自網(wǎng)絡或學術論文，在此一并致謝！植物基因工程原理和安全性概要一 從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)到基因工程二 植物基因工程原理簡介三 轉基因植物安全性等的釋疑四 我國轉基因生物安全性法規(guī)和管理五 轉基因作物的成就和明天一 從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)到基因工程(一)糧食安全現(xiàn)狀1、食物總量供給已成為全球的焦點之一：2000年來，全球出現(xiàn)了當年糧食生產(chǎn)量比消費量低的情況，10年來世界糧食消費需求增加2200億公斤，年均增長1.1%

2、，而產(chǎn)量僅增加1000億公斤，年均增長0.5%，全球糧食儲備減少。到2050年全球人口將增加23億，糧食需求將增長70%，供需缺口更大。人口增長、生活水平提高、搶購現(xiàn)象、用糧食生產(chǎn)生物燃料助推糧價上漲，引發(fā)惡性循環(huán)，但根源是供需關系的不平衡。2011年2月全球糧價指數(shù)攀升至237點，小麥、大豆、玉米和大米的價格比2009年上升137.5%、79.2%、34.6%和66.6%。自2000年以來，我國糧食年消費需求大致在4.8-4.9億噸之間，產(chǎn)需缺口約400億公斤。到2030年，我國人口的持續(xù)增長將要達到高峰期，預計達到16億人口，解決這個龐大人口的口糧是一個新的挑戰(zhàn)。隨著人民生活水平的提高，肉

3、蛋奶和水產(chǎn)品的消費不斷增加，糧食作為飼料的比重將越來越大，人均糧食占有量的標準應有所提高。中國國內消費大豆和油菜籽的60%以上依靠進口，玉米、小麥、優(yōu)質棉等的進口量也很大，預測2020年中國將成為世界最大糧食進口國。2、食品安全性也成為全球的焦點之一：農(nóng)藥污染與殘毒、非法食品添加劑、轉基因食品安全性是當前人們最為關心的食品安全性的三個主題。(二)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個主要矛盾科技支撐能力不強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化、專業(yè)化和多樣化對科技提出了更高的要求，大幅度提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率需要通過先進適用技術的廣泛應用，而目前我國科技進步貢獻率只有45%左右，與發(fā)達國家的70-80%有很大的差距。一個農(nóng)業(yè)勞動力養(yǎng)活的人口

4、數(shù)：美國：70人；日本：約25人；中國：4-5人。農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本出路是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，而其核心支撐條件是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的進步。(三)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的內涵現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是以現(xiàn)代工業(yè)和科學技術為基礎，重視加強農(nóng)業(yè)基礎設施建設，充分汲取中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精華，根據(jù)國內外市場需要和WTO規(guī)則，建立起采用現(xiàn)代科學技術、運用現(xiàn)代工業(yè)裝備、推行現(xiàn)代管理理念和方法的農(nóng)業(yè)綜合體系(引自盧良恕院士)。(四)建設農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個根本任務國家級農(nóng)業(yè)科研工作應具有較強的關鍵性、全局性、基礎性、戰(zhàn)略性和前瞻性的特點，為加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設提供科技支撐。省級有關農(nóng)業(yè)的科研機構應逐步實行聯(lián)合，重點開展應用研究和開發(fā)研究(也可根據(jù)需要適當

5、開展應用基礎研究)，重視科技成果轉化，更好地為發(fā)展生產(chǎn)服務(引自盧良恕院士)。(五)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的一個核心內容：良種創(chuàng)新農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的核心：良種+良法。良種對增產(chǎn)的作用所占的比重越來越大，良種是一個先進技術的集合體。良種創(chuàng)新：植物良種創(chuàng)新、動物良種創(chuàng)新。植物食品占總食品的93%，動物食品占7%，但也間接來自植物食品，所以良種創(chuàng)新的首要任務是植物良種創(chuàng)新。(六)傳統(tǒng)育種面臨的挑戰(zhàn)以雜交育種為核心的傳統(tǒng)育種技術取得了豐碩的成果，目前仍然是主要作物的主要育種手段。目前傳統(tǒng)育種技術在改良作物性狀方面遇到了一些挑戰(zhàn)，如缺乏特別性狀的種質資源，育種周期長，難以克服不良性狀的連鎖或負相關，易受雜交不親和及雜

6、種不育的限制，遠緣物種間不能進行遺傳物質交流和性狀轉移。(七)基因工程帶來的機遇與競爭 20世紀50年代以來，DNA雙螺旋模型和基因操縱子學說的提出，以及DNA限制性內切酶的發(fā)現(xiàn)，導致了DNA體外重組技術基因工程技術的發(fā)展，推動了分子生物學和基因工程本身在廣度和深度方面以空前的速度蓬勃發(fā)展，生物技術相關產(chǎn)業(yè)和生命科學已經(jīng)出現(xiàn)劃時代的突破?；蚬こ淌且蕾囉诰茉O計的分子育種，是對傳統(tǒng)育種的升華和補充。2l世紀是生命科學的世紀，生物技術可能會對世界的重大問題饑餓、疾病、能源、污染等提供切實的解決辦法。生物技術正成為國際競爭的主要領域，其核心是基因工程，是強國之策。二 植物基因工程原理簡介1 基因工

7、程的理論基礎2 植物基因工程的概念和目標3 植物基因工程的性狀和基因4 植物基因工程的載體和其它DNA元件5 植物基因工程的基本路線1.1 生物界的所有生物由一個共同祖先衍生而來，互為親緣關系137億年前宇宙大爆炸，46億年前太陽系形成，38-44億年前誕生了最早的生命。1 基因工程的理論基礎圖1 生物進化樹圖2 生物起源和進化的地質年代史1.2 生物界的不同基因之間具有相同的物質基礎所有基因均是(或可轉化為)具有特定核苷酸序列和遺傳功能的DNA片段，因此所有基因均可以DNA片段作為材料進行加工或工程處理。1 基因工程的理論基礎圖3 DNA雙螺旋和四種堿基的結構1.3 所有生物享有相同的遺傳密

8、碼規(guī)則所有生物都由一個共同的祖先沿不同的分支進化而來，但他們都遵循中心法則(central dogma)，遺傳編碼規(guī)則沒有改變。圖4 遺傳密碼表圖5 中心法則1.4 基因作為DNA片段，可在體外進行人工裁剪、修飾和連接有許多類型的工具酶可以完成這些操作：限制酶：超過300多種，比如EcoRI、HindIII等等。PCR相關的酶：如非校正性的Taq DNA聚合酶，校正性的pfu DNA聚合酶等等。核酸修飾及其它酶類：比如Klenow大片斷酶、DNA連接酶、反轉錄酶、末端轉移酶(TdT)、DNase、RNase A、堿性磷酸酶、甲基化酶、多核苷酸激酶等等。通過使用這些酶，我們可以對核酸分子進行剪切

9、、消化、連接、末端修飾、磷酸基團處理、反轉錄等操作，以便于克隆目標基因或形成重組DNA分子。請注意分子克隆中所使用的幾乎所有的限制酶(II型限制酶)均識別回文結構(palindrome structure)圖6 限制酶工作原理和酶切末端類型1.5 基因作為DNA片段，可以通過轉基因技術實現(xiàn)從任一生物向目標生物的轉化基因操作中，基因可通過質?；虿《据d體或不需要載體，導入目標生物，現(xiàn)在外源DNA的轉化或轉染已經(jīng)比較成熟。被轉入來自水母的綠色熒光蛋白(acaleph green fluorescence protein)基因該項工作由法國科學家于2000年完成。 外源基因與載體一道被采用受精卵微注射

10、法導入并整合到兔子基因組中。圖7 轉基因熒光兔子中科院昆明動物研究所，2010/news/tech/2010-11-11/106755.html圖8 轉基因熒光猴子1.6 轉基因遵循同內源基因一樣的遺傳規(guī)律，可通過DNA復制將其遺傳信息傳遞給子代基因工程的外源基因可整合進目標生物的基因組中穩(wěn)定遺傳。DNA的半保留復制模式是高保真的。圖9 DNA復制和細胞遺傳原理1.7 轉基因遵循同內源基因一樣的表達規(guī)則，其表達可賦予特定的生物學功能傳統(tǒng)概念： 一個基因，一個酶； 一個基因，一個蛋白； 一個基因，一個多肽鏈?，F(xiàn)代概念： 一個基因，一個性狀； 一個基因，多個性狀； 多個基因，一個性狀。圖10 單堿

11、基突變引起蛋白功能和性狀改變：以鐮刀型貧血為例狹義概念：現(xiàn)在遺傳工程的概念主要是指基因工程或基因操作，是指將供體生物的目標基因與載體進行重組，重組DNA分子導入受體生物體，通過表達外源基因而使受體生物產(chǎn)生新型遺傳性狀?；蚬こ痰娜兀汗w，受體和載體。對于受體物種而言，來自供體的基因被稱為“外源基因”?；蚬こ痰母炯夹g是DNA重組技術。這是因為除少數(shù)RNA病毒外，所有基因均是以DNA分子的形式存在的，載體也是DNA分子，基因導入技術一般已程序化，但目標性狀根本地是由各種外源基因和DNA重組技術而決定的。轉基因：作動詞時表示將人工構建的外源基因轉化到生物體的過程，作名詞時表示被轉化到生物體中

12、的外源基因。外源基因：指基因工程中被轉入到生物體中的基因構建物，可以是其它生物的基因，也可以是受體生物本身的基因?！巴庠础敝饕侵皋D入的過程，被轉入的基因不一定非得來自不同的物種。2 植物基因工程的概念和目標廣義概念：指DNA重組技術，以及相關的基礎研究和產(chǎn)業(yè)化技術的開發(fā)，典型而言包括“上游技術”、“中游技術”和“下游技術”。上游技術：包括目標基因和其它DNA元件的鑒定、定位、克隆和功能驗證。上游是獲得知識產(chǎn)權的制高點。中游技術：包括載體構建、工程菌株的獲得、轉化操作、轉化后的組織培養(yǎng)、再生個體的分子鑒定、轉化子的遺傳及繁殖、轉基因生物學性狀檢測等。中游是實現(xiàn)轉基因的核心步驟。下游技術：包括轉

13、基因產(chǎn)品的中間試驗、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗和產(chǎn)業(yè)化，如從轉化體內純化外源基因產(chǎn)物、推廣種植或養(yǎng)殖具有新型性狀的轉基因動植物等。下游是轉基因的價值的體現(xiàn)。在現(xiàn)代，基因工程與細胞工程、發(fā)酵工程和酶工程可以實現(xiàn)聯(lián)合和互相促進。3.1 抗蟲基因 1)Bt基因：來自于蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)的一大類，均編碼殺蟲晶體蛋白(insecticidal crystal proteins，ICPs)，又稱為內毒素(-endotoxin)，能特異性殺死鱗翅目(Lepidoptera，蝶蛾類)昆蟲，少數(shù)能殺死雙翅目(Diptera，蠅蚊類)和鞘翅目(Coleoptera，甲蟲類)

14、。人工培養(yǎng)蘇云金芽孢桿菌制備的Bt制劑在植保上用于作物蟲害防治已有近百年的時間，實踐證明Bt蛋白對人畜無害。Bt基因已廣泛應用于多種作物的抗蟲轉基因，防治棉鈴蟲、紅鈴蟲、玉米螟、水稻螟蟲、菜青蟲等，但須注意它也能殺死鱗翅目的益蟲如家蠶。3 植物基因工程的性狀和基因圖11 轉Bt基因抗蟲棉的抗棉鈴蟲效果 棉鈴蟲 轉基因棉花 非轉基因棉花2)PI基因：來自于各種植物本身，編碼蛋白酶抑制劑(proteinase inhibitor)，對許多昆蟲具有廣譜抗性， 可分為絲氨酸蛋白酶抑制劑(serine proteinase inhibitor)、巰基蛋白酶抑制劑(sulfhydryl proteinas

15、e inhibitor)和金屬蛋白酶抑制劑(metal proteinase inhibitor)這三類。代表性的有豇豆胰蛋白酶抑制劑基因CPTI，未發(fā)現(xiàn)對人畜有害。3)凝集素(Lectin)基因：來自于各種植物，編碼凝集素，主要用于防治同翅目(Homoptera)害蟲如蚜蟲、飛虱等。有的凝集素對人畜有毒，但目前使用的來自5個單子葉植物科的甘露糖結合型凝集素等被證明對人畜無毒。4)-AI基因：來自于植物，編碼-淀粉酶抑制劑，可防治鞘翅目(Coleoptera)害蟲，但許多也能抑制哺乳動物的-淀粉酶。5)其它基因：如幾丁質酶、蝎毒素(scorpion toxin)、苦楝素(azedarachin

16、)、魚藤酮(rotenone) 等基因，有的有前景，有的則存在安全性問題。3.2 抗病基因 1)抗病毒?。河胁《就鈿さ鞍?coat protein，CP)基因、病毒復制酶(replicase)基因、病毒衛(wèi)星RNA基因、植物或真菌核糖體失活蛋白(ribosome-inactivating protein，RIP)基因、動物干擾素基因、病毒缺陷干擾(defective interfering，DI)基因等。一些轉CP基因的作物已開始推廣應用。 圖12 轉病毒外殼蛋白基因提高了木瓜抗環(huán)斑病毒的能力轉基因非轉基因2)抗真菌?。河锌共』?resistance genes，R基因)、多聚半乳糖醛酸酶抑制

17、蛋白(polygalacturonase-inhibiting protein，PGIP)基因、抗病信號傳導基因、防衛(wèi)基因如病程相關蛋白(pathogenesis related protein，PR)、葡萄糖氧化酶基因等。一些轉基因抗真菌病作物在西方國家已經(jīng)開始推廣種植。3)抗細菌?。河锌共』?resistance genes，R基因)、抗病信號傳導基因、防衛(wèi)基因如病程相關蛋白(pathogenesis related protein，PR)、昆蟲抗菌肽基因、溶菌酶基因等。一些轉基因抗細菌病作物也在西方國家已經(jīng)開始推廣種植。4)抗線蟲?。嚎共』?resistance genes，R基因)

18、、抗病信號傳導基因、防衛(wèi)基因如病程相關蛋白(pathogenesis related protein，PR)基因等。轉基因抗病農(nóng)作物幾乎不存在食品安全性問題。3.3 耐非生物性脅迫的基因1)耐高溫和干旱：主要為滲透調節(jié)基因，如脯氨酸合成酶、甜菜堿合成酶等基因，還有熱休克蛋白、轉錄因子等。2)耐冷耐凍：一類是保持低溫下生物膜流動性，如脂肪酸脫飽和酶；另一類是抗胞內結冰，如深海鰈魚和胡蘿卜的抗冷蛋白。 3)耐鹽：如藻類和高等植物的液泡Na+/H+反向泵基因等。 4)耐缺素：對于缺氮、缺磷、缺鉀、缺硼、缺鉬、缺鋅等，可以利用這些元素的高效吸收或高效轉運蛋白基因。5)耐土壤毒害：與重金屬(如汞、鎘、鉛

19、等)、輕元素毒素(如鋁、砷)及其它毒素(如硫化氫等)結合使之無效化的基因，如金屬硫蛋白。6)耐氧化還原電位脅迫：耐缺氧基因、耐自由基脅迫基因、耐pH值脅迫基因等。27圖13 上?？萍拣^展示的轉基因耐鹽植物，用海水澆灌/blog-293156-467960.html3.4 品質改良基因 1)貯藏蛋白基因：來自大豆、巴西堅果等植物的種子貯藏蛋白。2)氨基酸改良基因：如富賴氨酸蛋白，主要用于禾谷類作物如玉米等蛋白中氨基酸比例的改良，還有富甲硫氨酸蛋白等。 3)維生素改良基因：如將細菌的3個關鍵酶基因轉入水稻，創(chuàng)造了胚乳中富含-胡蘿卜素的“金色稻”。維生素E合成途徑的基因可用于提高植物油中的VE。4)

20、脂肪酸改良基因：一類是關于脂肪酸合成，另一類是關于脂肪酸脫飽和，用于增加含油量，增加或減少某種脂肪酸，增加或減少脂肪酸的飽和度，甚至生產(chǎn)極具醫(yī)療保健價值的特殊脂肪酸，如GLA、ALA、DHA、EPA等PUFA。5)其它品質改良基因：比如棉花纖維發(fā)育相關的基因、植物淀粉合成酶/分支酶基因、植物香氣物質合成途徑的基因、植物單寧合成途徑的基因等。 圖14 富含-胡蘿卜素的轉基因“金色稻”三個基因分別是：八氫番茄紅素合成酶基因(psy, phytoene synthase)、八氫番茄紅素脫飽和酶基因(crtI, bacterial phytoene desaturase)和番茄紅素-環(huán)化酶基因(lcy

21、, lycopene -cyclase)。 非轉基因米 第一代轉基因金色米 非轉基因米 第二代轉基因金色米3.5 作物產(chǎn)量改良基因1)“開源”基因：增強植物葉片的光合作用效率的基因、根瘤菌基因工程。2)“擴庫”基因：植物果實、種子等經(jīng)濟器官發(fā)育相關的基因。 3)“暢流”基因：植物維管束發(fā)育及維管裝載相關的基因。作物的產(chǎn)量是最重要的性狀，卻是一個典型的多基因性狀，基因工程操作的難度最大，目前研究得并不多，有待于突破。3.6 抗除草劑基因1)修飾除草劑靶蛋白的基因：EPSPS(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase，5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶)

22、基因：超表達或突變型能抗草甘膦(glyphosate)類除草劑如農(nóng)達等，這是抗除草劑基因工程應用最廣泛的。ALS(Acetolactate synthase，乙酰乳酸合成酶)基因：該基因點突變后可抗甲嘧磺隆(sulfometuron methyl)和氯磺隆(chlorsulfuron)。psbA基因：屬于光系統(tǒng)II，點突變后可抗阿特拉津(atrazine)。2)除草劑解毒的基因：乙酰輔酶A轉移酶(Acetyl CoA transferase)基因：可使膦絲菌素(phosphinothricin, PPT，草丁膦Basta的有效成分)失活。羥化酶：是一些腈水解酶，可抗溴苯腈(bromoxyril

23、)。SOD (superoxide dismutase, 超氧化物歧化酶)基因：過量表達可抗百草枯(paraquat)。圖15 轉基因抗除草劑小麥的田間試驗非轉基因轉基因3.7 用于醫(yī)療保健生物活性物質基因工程的基因1)用于超量表達植物藥化成分的基因：主要是與植物藥化成分合成相關的關鍵酶基因或調控基因，涉及各種植物中的各種各樣的次生代謝途徑，比如：皂甙（人參、三七）、紫杉醇（紅豆杉）、長春新堿（長春花）、喜樹堿（喜樹）、丹酚酸（丹參）、東莨菪堿（莨菪）、類黃酮（超級大類物質，包括黃酮、黃酮醇、異黃酮、花青素苷、原花青素等類型，植物界廣泛存在，但異黃酮主存于豆科）、蘿卜硫素（十字花科，特別是椰菜

24、）等。2)基于植物生物反應器生產(chǎn)藥物蛋白的基因：如可以將人的干擾素、胰島素、疾病抗體及其它藥物蛋白基因，在植物中表達和生產(chǎn)藥用蛋白。3)其它生物活性物質相關的基因：如用于生產(chǎn)化妝品原料的保健蛋白或酶，如超氧化物歧化酶(SOD)、金屬硫蛋白基因等。圖16 操作花青素苷代謝途徑的轉基因保健食品番茄花青素苷具有抗氧化及清除自由基的生物活性/bioindustry/agriculture/447936.shtml圖17 操作類胡蘿卜途徑的產(chǎn)蝦青素轉基因番茄，可作保健食品或用于提取蝦青素蝦青素是迄今發(fā)現(xiàn)的最強抗氧化生物活性物質，其抗氧化活性是番茄紅素的500倍/eng/newsletters/2012/

25、201204/t20120423_93829.htm3.8 用于改良植物其它性狀的基因1)改良作物成熟期的基因：比如對CCC等基因進行超表達或沉默，可以調控植物的成熟激素乙烯的合成，進而調控成熟期。 2)調節(jié)作物株型的基因：如調控側向生長、決定分蘗發(fā)生、葉生長速度等的基因。3)作物貯藏品質相關的基因：如轉化PGIP基因或反義PG基因的番茄等可以使果實熟而不爛，延長貨架期，1994年美國已開始上市。4)植物花色修飾基因：主要為類黃酮、類胡蘿卜素代謝途徑的基因，最典型的成就是近年來通過基因工程將紅色的玫瑰變?yōu)榱怂{色的玫瑰。5)植物種子、果實或其它器官形態(tài)發(fā)育相關的基因：如番茄的大小果發(fā)育基因、花形

26、態(tài)發(fā)育基因等。圖18 轉反義果膠酶基因等策略可大大延長果實的貨架期，最早于1994年在美國上市圖19 番茄的果實大小由幾個關鍵基因共同決定圖20 轉F35H基因創(chuàng)造藍色玫瑰非轉基因 轉基因 轉基因 上市轉基因4 植物基因工程的載體和其它DNA元件4.1 根據(jù)載體生物特性的載體分類1)Ti質粒：來自根癌農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)。2)Ri質粒：來自發(fā)根農(nóng)桿菌(Agrobacterium rhizogenes)。3)病毒：植物病毒。4.2 根據(jù)功能進行的載體分類1)克隆載體：用于克隆目標基因進行測序等。2)中間載體：用于裝載T-DNA區(qū)、啟動子、增強子、標記基因等

27、元件。3)卸甲載體：將誘導植物長瘤或長發(fā)狀根的基因去除以后的Ti或Ri質粒。4)轉化/工程載體：用于直接轉化植物，分為共整合載體和二元載體兩類。4.3 啟動子、終止子和增強子1)組成型表達啟動子：最典型的如蕪菁花葉病毒的CaMV 35S。2)器官/組織特異性表達啟動子：只在特定的目標器官/組織中表達外源基因，如棉花纖維發(fā)育的E6啟動子、番茄果實特異表達的E8啟動子、油菜種籽特異表達的Napin啟動子等。3)發(fā)育階段調控型啟動子：只在一些特定器官/組織分化發(fā)育的特定階段表達，比如PG啟動子只在植物果實成熟階段表達。4)誘導型啟動子：在適當劑量的外源物質的誘導下轉基因才表達。5)終止子：有NOS、

28、OCS、35S等。6)增強子：比如元件等，可以增加外源基因的表達強度。4.4 標記基因和報告基因1)標記基因：抑制非轉化細胞的生長，而轉化細胞由于具有抗性而繼續(xù)生長和分裂，達到篩選轉化子的效果。典型的有：新霉素磷酸轉移酶基因NptII：抗卡那霉素、新霉素等，用于雙葉子葉植物比單子葉植物多。潮霉素基因Hyg：抗潮霉素，用于單子葉植物比雙子葉植物多。草丁膦抗性基因bar：抗除草劑草丁膦、草銨膦等，單、雙子葉植物均可用。新型標記基因：已新開發(fā)出了磷酸甘露糖異構酶基因pmi、甜菜堿乙醛脫氫酶基因badh等多種，但商品轉基因食品中尚不含有。2)報告基因：用于對轉化子進行肉眼可見的表型鑒定，最典型的有：-

29、葡萄糖苷酸酶基因(-glucuronidase, gus) 基因：加底物X-gluc后，轉基因組織產(chǎn)生藍色物質。 綠色熒光蛋白(green fluorescent protein, gfp)基因：在紫外光下，轉基因組織發(fā)出綠色熒光。5 植物基因工程的基本路線5.1 從供體生物分離克隆目標基因 1) 目標基因的遺傳學研究、分子標記定位，或目標基因編碼蛋白的純化與測序；2) 構建基因組或cDNA文庫；3) 獲得目標基因的探針或引物信息；4) 標記探針，篩選文庫獲得目標基因，或直接通過PCR擴增目標基因；5) 目標基因克隆到質粒載體，轉化大腸桿菌，目標基因的測序和分析；6) 目標基因及其編碼蛋白的進

30、一步功能驗證和分子鑒定。圖21 基因測序圖譜5.2 構建工程載體1) 采用特定的限制酶切割，從克隆載體上切下并回收目標基因；2) 選取合適的轉基因骨架載體，并完成啟動子、終止子等元件的亞克隆裝載； 3) 采用相同的限制酶切割骨架載體，使其末端與目標基因的末端相匹配；4) 將目標基因與骨架載體進行連接，形成重組表達載體。圖22 郭三堆等人構建的Bt+CpTI雙價殺蟲基因植物表達載體5.3 轉化大腸桿菌和重組載體的分子鑒定1) 制備大腸桿菌感受態(tài)細胞；2) 將重組載體轉化大腸桿菌；3) 通過抗生素篩選獲得大腸桿菌的轉化子菌落；4) 通過藍白斑篩選初步獲得重組載體而非空載體的克隆子；5) 通過PCR

31、、限制酶切圖譜分析、測序驗證等，確認重組載體克隆子。圖23 重組質粒轉化大腸桿菌5.4 獲得農(nóng)桿菌工程菌株及植物轉化圖24 農(nóng)桿菌法轉化植物的原理1) 從大腸桿菌中抽提工程載體的質?；虿《綝NA；2) 將工程載體導入農(nóng)桿菌或病毒外殼蛋白中；3) 一般采用農(nóng)桿菌介導的二元載體轉化法，將含有目標基因的T-DNA片段導入受體植物細胞中，并整合到其染色體上。4) 或采用基因槍微粒轟擊法，直接將含有目標基因的DNA轉化受體植物的器官。5) 或采用病毒接種侵染方式，將目標基因轉化受體植物的活體植株。6) 針對標記基因進行篩選，通過組織培養(yǎng)獲得再生植株，或收獲活體轉化母株上的種子。圖25 農(nóng)桿菌轉化油菜下胚

32、軸圖26 油菜轉化后再生出小芽圖27 誘導油菜再生苗生根5.5 鑒定和篩選轉基因植株1) 對再生植株進行分子鑒定，如PCR擴增、GUS染色或GFP熒光檢測和Southern雜交檢測，得到確認外源基因轉入并整合的陽性植株；2) 對陽性植株進行RT-PCR、Northern雜交、Western雜交等檢測，得到外源基因高水平表達的轉基因植株；2) 對轉基因植株進行生物學鑒定與檢測，確認背景性狀是否改變和目標性狀的改良程度，選擇和保留最符合要求的轉基因植株；4) 繁殖轉基因植株，并跟蹤進行分子檢測和生物學檢測，獲得目標性狀和背景性狀均穩(wěn)定遺傳的株系。圖28 轉基因油菜的GUS染色 轉基因 非轉基因 轉

33、基因 非轉基因 轉基因圖29 轉基因油菜的PCR檢測圖30 轉基因改良油菜種皮色澤5.6 轉基因植物的安全性評價和產(chǎn)業(yè)化1) 中間試驗：向國家申請，在控制系統(tǒng)內或者控制條件下進行小規(guī)模試驗，并取得合格。2) 環(huán)境釋放：向國家申請，在自然條件下采取相應安全措施進行中規(guī)模的試驗，并取得合格。3) 生產(chǎn)性試驗：向國家申請，在生產(chǎn)和應用前進行較大規(guī)模的試驗，最終取得安全證書。4) 大規(guī)模推廣種植轉基因植物。圖31 轉基因抗除草劑油菜的化學除草三 轉基因植物安全性等的釋疑(一)食品安全性問題1、外源基因DNA作為食品成分的安全性問題：不存在所有生物的DNA分子具有相同的化學屬性，我們每天都隨食物吃進各種

34、基因的DNA。外源DNA在人的唾液中只能存活20分鐘，在人的胃里只能存活8秒鐘，在進入人體消化道后DNA就被降解成無遺傳活性的單個堿基、磷酸和戊糖，它們是人的營養(yǎng)素而無害。2、目標基因表達蛋白本身的安全性問題：視具體基因而論研究表明，目前已商業(yè)化的Bt等基因編碼的蛋白本身對人畜安全，生食、熟食都無害。有些轉基因產(chǎn)品要正確食用，比如轉蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因的食品熟食無害，但不宜大量生食。如果一個基因編碼的蛋白的確對人有害，則不會通過安全性評價，也不會走向市場。3、外源基因是否會干擾轉基因植物的代謝：具體分析如果外源基因使植物本身的成分含量上升或下降，可能表現(xiàn)為內在品質的變好或變差。如

35、果由于外源基因的引入而新產(chǎn)生對人體有益的成分，則是好事。如果由于外源基因的引入而新產(chǎn)生對人體有害的成分，則不安全。如果由于外源基因的引入而新產(chǎn)生對人體中性的成分，不存在食品安全性問題，但要考慮是否會降低產(chǎn)量或其它品質成分。目前已商業(yè)化的轉基因尚未發(fā)現(xiàn)因干擾植物代謝而產(chǎn)生安全性問題。4、標記基因和報告基因的食品安全性問題：放心食用，未來更放心研究表明，目前商業(yè)化的標記基因(如Npt)和報告基因(如gus)等編碼的蛋白及其在轉基因植株體內的代謝產(chǎn)物對人是無害的。還沒有被充分研究肯定的標記基因和報告基因沒有機會走向市場。目前世界上及我國已經(jīng)成功開發(fā)了多種確定無害的標記基因和報告基因，以及標記基因和報

36、告基因在植物體內自動刪除的技術系統(tǒng)，為新一代轉基因產(chǎn)品的安全性提供了保障。(二)其它健康安全性問題抗生素抗性基因是否會形成人體的抗藥性：風險基本不存在一是轉基因食物在消化時，這些基因的核酸鏈會被消化分解。二是即使有完整基因進入吸收道，人體也沒有吸收DNA大分子的機理，因此不可能進入人體細胞，更不可能整合到我們的染色體中。三是轉到植物中的抗生素抗性基因是受植物啟動子驅動的，即使它們完整地進入腸道細菌中也不會表達，就不會使人產(chǎn)生抗藥性。 唯一的可能性是進入腸道的完整基因與腸道細菌體內的相似基因發(fā)生同源交換，交換后要保證抗生素抗性基因仍然具有完整編碼蛋白的能力，同時又要將它的植物啟動子交換掉，而在距

37、離上恰到好處地接上一個完整的細菌啟動子，這幾乎不可能，迄今未見報道。(三)環(huán)境安全性問題1、是否會形成抗除草劑雜草：有可能，需嚴格管理轉基因植物1)如果轉基因作物有性繁殖，且附近存在可有性雜交的近緣作物和近緣雜草：則抗除草劑基因可能會通過花粉傳播途徑從目標作物(近緣作物)近緣雜草，因為基因漂移而產(chǎn)生抗除草劑雜草，用該除草劑就不能殺死該雜草。2)如果轉基因作物有性繁殖，但本地沒有可雜交的近緣物種：不存在基因漂移，如在我國種植轉基因棉花。3)如果轉基因作物為純營養(yǎng)繁殖且基本不開花：不存在基因漂移，如種植轉基因甘薯。4)美國等國完全依賴于化學除草，大規(guī)模種植轉基因抗除草劑作物，則可能會產(chǎn)生抗除草劑雜

38、草，但換一種其它原理的除草劑就以輕松將其殺死。2、是否會形成超級細菌：幾乎不可能，但取決于科學家的道德除非科學家喪失道德，故意通過DNA重組技術制造超級細菌，否則在自然界不太可能產(chǎn)生對人威脅極大的超級細菌?；蚬こ趟玫募毦洼d體都是人工改造了的，已經(jīng)把它們可能的風險降到了最低。比如，基因工程所用的大腸桿菌是限制修飾缺陷型和重組缺陷型，并且在非實驗環(huán)境下很快死亡。3、是否會打破生態(tài)鏈的自然平衡：有可能改變一些小食物鏈，應認真研究，但也不必過于擔心種植轉基因抗蟲、抗病作物，可能會導致相關的病蟲害種群密度改變，無法估計是好還是壞、對生態(tài)平衡的影響是大還是小，需要追蹤研究。自然界本來就是動態(tài)演化的，

39、從來都不是靜止的，每年要滅絕上千種生物，也有新的物種產(chǎn)生，古之滄海，今之桑田，所以食物鏈變化不一定就必然帶來災難，需要實事求是地評價。大斑蝶事件 Bt基因可以針對性地殺死害蟲，而不會影響其他昆蟲和哺乳動物，但有人擔心轉基因花粉飄落到周圍的雜草上后，會不會殺死其他昆蟲，如大斑蝶。從1999年起連續(xù)3年，美國環(huán)境保護局(EPA)組織昆蟲專家在美國和加拿大對大斑蝶進行了跟蹤研究，結論是轉基因植物的花粉在田間對大斑蝶沒有威脅。美國環(huán)境保護局指出，評價轉基因植物對非目的昆蟲(非靶昆蟲)的影響，應該以野外實驗為主，而不能僅僅依靠實驗室的數(shù)據(jù)。加拿大“超級雜草”事件由于基因漂移，在加拿大油菜地里發(fā)現(xiàn)了個別油

40、菜植株可抗1種、2種甚至于3種除草劑，因而有人驚呼出現(xiàn)了“超級雜草”。事實上，這種油菜可被2,4-D除草劑全部殺死。精確地講，“超級雜草”并非科學術語，目前也并無證據(jù)證明存在所謂的“超級雜草”。同時，基因漂移有生命以來就存在于自然界，而并非始于轉基因植物，如果沒有基因漂移，就不會有進化，世界上也不會有這么豐富的物種和作物品種。中國農(nóng)業(yè)大學食品與營養(yǎng)工程學院院長羅云波教授說：“轉基因技術與常規(guī)雜交育種技術雖然方法不同，但本質是一樣的，都是在原有物種的基礎上對遺傳基因進行改造，只不過基因工程改造更為精確、更有預見性、效率更高，在嚴格控制下，好的、有用的基因被植入，壞的、無用的基因被刪除，來源清楚、

41、結構明確、數(shù)量有限，可以監(jiān)控，比常規(guī)雜交育種更能保證安全性?！?四)倫理道德問題跨越物種的基因交換與倫理道德問題：不是問題的問題1)自然界本來就廣泛發(fā)生著跨越物種的基因交換，比如馬與驢雜交，白菜與與甘藍雜交等。現(xiàn)在的常規(guī)育種經(jīng)常采用種間甚至屬間雜交來交換遺傳物質和有用基因，達到育成新品種的目的，如海島棉與陸地棉的雜交、水稻與野生稻的雜交等。2)基因工程與雜交育種一樣，只是實現(xiàn)了跨越物種間的遺傳物質交換，只不過傳統(tǒng)育種是同時交換整個基因組，一次交換的是成千上萬的基因，而基因工程一次交換的只是一個或少數(shù)幾個特定基因而已，但它們遵循的生物學法則是一樣的。3)在植物中表達微生物或動物的單個基因，并沒有

42、改變種性，只是改良了單個性狀，并沒有人們大塊吃動物的肉這樣殘忍。(五)生物技術的國際競爭問題1)科學無國界，但技術有國界、科學家有國界：科學家所做的一切研究直接或間接地與所在國家的命運聯(lián)系在一起，當前的國際競爭激烈，國際間的技術封鎖也很激烈。2)生物技術是國際競爭與封鎖的焦點領域之一：生物技術是國家賴以發(fā)展的尖端技術之一，發(fā)達國家對發(fā)展中國家采取了封閉態(tài)度，發(fā)展中國家只有靠自己的力量來發(fā)展生物技術，必須加快速度，主動參與國際競爭，避免受制于人。3)基因專利：基因工程的核心知識產(chǎn)權在于基因本身，有用的基因和DNA元件是有限的，美國等發(fā)達國家率先將重要的功能基因和基因操作技術研發(fā)并專利化，后來者將

43、十分不利。4)進口轉基因農(nóng)產(chǎn)品的反思：我國每年進口大量的轉基因油菜、大豆、玉米、棉花，國人在不知不覺中消費大量轉基因產(chǎn)品的同時，卻對轉基因不能正確地理解，甚至對國產(chǎn)轉基因的產(chǎn)業(yè)化采取過嚴的限制。這種諷刺性現(xiàn)象不利于我國轉基因產(chǎn)業(yè)的成長。(六)轉基因產(chǎn)品的貿易壁壘問題政治、經(jīng)濟、文化、技術都可以作為貿易壁壘：通過限制轉基因出口，可限制技術的輸出與流失。通過限制轉基因進口，可限制國內市場被國外公司所占領，這時就可以給外國的轉基因產(chǎn)品貼上一個“有害”的標簽，即技術標簽是經(jīng)濟行為的借口。90年代末美歐轉基因作物貿易摩擦：安全性借口后面的市場壁壘。(七)來自競爭性產(chǎn)業(yè)和社會人士的反對原因產(chǎn)業(yè)競爭：與轉基

44、因產(chǎn)業(yè)存在競爭或將會被轉基因產(chǎn)業(yè)所取代的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員，出于商業(yè)利益競爭的驅動，會惡意污蔑和攻擊轉基因這一新生產(chǎn)業(yè)。保守派反對轉基因的原因：對上帝造物意志的改變。極端環(huán)境主義者反對轉基因的原因：環(huán)境“科學家”的誤導。老百姓對轉基因的擔心：來自于不了解。(八)國際上對轉基因食品的認定辦法：實質等同性原則實質等同性原則是目前評價轉基因食品安全性最基本的原則。 在1996年FAO/WHO召開的第二次生物技術安全性評價專家咨詢會議，將轉基因植物、動物、微生物產(chǎn)生的食品分為3類：A.與現(xiàn)有食品及食品成分具有完全實質等同性，等同對待。 B.與現(xiàn)有食品及成分具有實質等同性，但存在某些特定差異。這種差異包括

45、：引入的遺傳物質是編碼一種蛋白質還是多種蛋白質，是否產(chǎn)生其他物質。是否改變內源成分或產(chǎn)生新的化合物。新食品的安全性評價主要考慮外源基因的產(chǎn)物與功能，包括蛋白質的結構、功能、特異性食用歷史等。主要針對一些可能存在的差異和主要營養(yǎng)成分進行比較分析。目前，經(jīng)過比較的轉基因食品大多屬于這種情況。C.與現(xiàn)有食品無實質等同性。這并不意味著它一定不安全，但必須客觀評價和明確這種食品的安全性和營養(yǎng)性營養(yǎng)成分和抗營養(yǎng)因子是轉基因食品安全性評價的重要部分。轉基因食品的過敏性評價是安全評價的另一個重要方面。在對轉基因食品安全性進行評價時，還要考慮抗生素抗性標記基因的安全性、外源基因插入而導致的非期望效應、加工過程對

46、食品營養(yǎng)和安全性的影響等方面。 進行轉基因食品安全性評價時遵循以下原則：實質等同性原則、預先防范原則、個案評估原則、逐步評估的原則、風險效益平衡的原則、熟悉性原則。包括中國在內的許多國家設立了專門的轉基因產(chǎn)品安全性檢測中心，按上述原則對轉基因產(chǎn)品進行逐個檢測和授證釋放。(九)新型安全標記基因和無標記技術提供了更好的安全保障1、新型安全標記基因：有很多，下面介紹幾種典型原理和基因：1)解毒存活篩選，標記基因編碼解毒酶(如甜菜堿乙醛脫氫酶BADH)：badh基因來自藜科植物。轉化篩選中，培養(yǎng)基中加入甜菜堿醛，非轉化細胞被殺死，而轉化細胞中產(chǎn)生的BADH能催化甜菜堿醛轉化為甜菜堿，它不但無害，而且有

47、助于提高作物的耐旱性。2)營養(yǎng)限制篩選，標記基因編碼營養(yǎng)代謝關鍵酶(如磷酸甘露糖異構酶PMI)：pmi基因來自大腸桿菌。正常的植物細胞不能利用甘露糖。轉化篩選中，培養(yǎng)基中加入甘露糖而限制其它糖源，轉化細胞因能將甘露糖轉化為果糖-6-磷酸作為糖源而正常生長，而非轉化細胞受糖源限制而受到抑制。3)葉綠素合成篩選，標記基因編碼突變型的葉綠素合成關鍵酶(如谷氨酸-1-半醛轉氨酶GSAAT)：突變型GSAAT基因來自植物，通過篩選獲得。轉化篩選中，培養(yǎng)基中加入正常型GSAAT的抑制劑Gabaculine，轉化細胞因不受它的抑制而正常生長，而非轉化細胞受抑制。4)氨基酸限制篩選，標記基因編碼特殊的氨基酸合

48、成關鍵酶(如天冬氨酸激酶AK)：AK基因來自細菌。轉化篩選中，培養(yǎng)基中加入賴氨酸，轉化細胞具有細菌型AK，它不受賴氨酸的反饋抑制，正常合成支鏈氨基酸，細胞生長正常，而非轉化細胞只具有植物型AK，它受賴氨酸的反饋抑制而不能合成重要的支鏈氨基酸，細胞死亡。5)形態(tài)篩選，標記基因控制植物形態(tài)發(fā)育(如異戊烯基轉移酶IPT)：ipt基因來自根癌農(nóng)桿菌。轉化篩選中，培養(yǎng)基中限制細胞分裂素，轉化細胞合成細胞分裂素并表現(xiàn)一定的形態(tài)特征，而非轉化細胞分裂受阻。該法由于干擾植物生長發(fā)育，前景不理想。 2、無標記基因技術：有很多，下面介紹幾種典型：1)分離刪除策略，利用共轉化系統(tǒng)，如雙T-DNA/單質粒系統(tǒng)：在轉化

49、載體中構建2個獨立的T-DNA區(qū)，一個T-DNA區(qū)裝載目標基因，另一個T-DNA區(qū)裝載篩選/報告基因。轉化過程中，兩個T-DNA區(qū)可以同時轉化到一個細胞中，但多數(shù)情況下各自整合到不同的染色體。篩選得到的共轉化植株進行自交，目標基因和標記/報告基因遵循孟德爾的獨立分配規(guī)律，很容易得到只含目標基因而不含標記/報告基因的植株。圖32 雙T-DNA/單質粒系統(tǒng)產(chǎn)生無標記轉基因植物的原理轉化自交、鑒定載體質粒轉化當代植株目標后代：保留非目標后代：淘汰目標基因標記基因目標基因標記基因目標基因標記基因2)重組刪除策略位點專一性重組系統(tǒng)：已開發(fā)的有來源于噬菌體P1的Cre-loxP系統(tǒng)、接合酵母SR質粒的R/

50、RS系統(tǒng)、釀酒酵母質粒的FLP-FRTs系統(tǒng)和噬菌體Mu的Gin-Gix系統(tǒng)，其中以Cre-loxP系統(tǒng)應用最廣。每個系統(tǒng)均包含一個重組酶基因和一套特異性識別位點。經(jīng)典Cre-loxP系統(tǒng)：構建兩個植物轉化載體。第一個載體的T-DNA區(qū)中，標記/報告基因被構建到loxP位點的兩段正向重復序列之間，目的基因位于loxP的外側。第二個載體上構建有Cre基因。兩個載體分別轉化得到轉基因植株，將兩種轉基因植株進行雜交，雜交植株中Cre基因表達并合成重組酶，將標記/報告基因刪除，只保留目標基因。 由于組成型表達Cre酶對植物生長發(fā)育不利，后來采用誘導型或器官/組織特異型啟動子來驅動Cre基因的表達?；?/p>

51、Cre-loxP，還可以產(chǎn)生一些更高級的構建形式。比如，將目標基因、標記/報告基因、誘導型Cre表達盒均構建到同一個T-DNA區(qū)內的loxP位點中，則會在誘導條件下使所有外源基因全部刪除，類似于后面要講的“外源基因清除”技術。圖33 經(jīng)典Cre-loxP系統(tǒng)產(chǎn)生無標記轉基因植物的原理轉化雜交載體質粒A轉化當代植株A目標基因標記基因loxPloxP轉化載體質粒B轉化當代植株BCre標記基因雜交當代自交、鑒定自交后代被切下并降解外源基因清除系統(tǒng)(Gene Deletor)：由美國康涅狄格大學的華裔科學家李義教授發(fā)明。它利用了Cre-LoxP和FLP-FRT這兩套位點特異重組酶系統(tǒng)，創(chuàng)造了一個lox

52、P和FRT的融合識別位點LF (LoxP-FRT)，將目標基因、標記/報告基因以及Cre/FLP基因本身均構建到兩個LF之間，轉基因植株中的特異啟動子驅動FLP或者Cre在適當?shù)臅r間和部位表達，重組酶識別LF并將所有外源基因按誘導性、器官/組織特異性或發(fā)育階段性方式從基因組中全部清除，僅殘留單側LF和T-DNA邊界等非基因序列。Cre/FLP基因的啟動子類型是關鍵，要根據(jù)具體研究目標來的選擇：如果采用器官/組織特異型啟動子，如花藥、果實或種子特異型，則會在這些器官/組織中清除外源基因，其它器官/組織中得以保留。如果采用誘導型啟動子，如化學誘導、熱誘導、冷誘導等，則可以在特定時間誘導處理后將所有

53、細胞中的外源基因清除。如果將目標基因置于LF之外，僅將標記/報告基因和Cre/FLP基因置于LF之中，則在清除標記/報告基因和Cre/FLP基因之后，仍然會保留目標轉基因。轉化誘導清除載體質粒轉化細胞目標基因標記基因LFLF被切下并降解FLP轉化當代植株：清除轉基因后發(fā)育清除圖34 外源基因清除系統(tǒng)(Gene Deletor)的原理3)其它標記基因安全性技術：相當多，不過均有一些缺點。葉綠體轉化技術：將外源基因轉化到葉綠體中，遵循母體遺傳，不會發(fā)生隨花粉的基因漂移事件。雄性不育技術：將雄性不育基因與目標基因、標記基因一道構建到載體中并轉化植物，轉基因植株是雄性不育的，不會發(fā)生隨花粉的基因漂移事

54、件。終結者技術：將致死基因隨目標基因、標記基因一道構建到載體中并轉化植物，轉基因種子是不育的，防止外源基因隨種子傳播。同源重組去除標記基因技術：將標記基因構建到重復序列之間，轉基因植株中發(fā)生同源重組，將標記基因去除。轉座子及MAT載體：利用了玉米轉座子AC-DS系統(tǒng)。將標記基因構建到DS元件中，AC基因采用誘導啟動子驅動，也構建到同一T-DNA邊界中，轉化植株進行誘導處理，表達的AC轉座酶激活DS的轉座活性，一些植株中的DS元件及其上的標記基因轉座到其它位置，少部分植株中則發(fā)生了DS元件及其上的標記基因的丟失，只保留了外源目標基因，通過鑒定而選擇出來。四 我國轉基因生物安全性法規(guī)和管理(一)、

55、我國轉基因安全性法規(guī)1、1993年12月原國家科委頒布基因工程安全管理辦法。2、1996年7月農(nóng)業(yè)部發(fā)布農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法。3、2001年5月23日國務院頒布農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例。4、2002年1月5日農(nóng)業(yè)部發(fā)布農(nóng)業(yè)轉基因生物安全評價管理辦法、農(nóng)業(yè)轉基因生物進口安全管理辦法和農(nóng)業(yè)轉基因生物標識管理辦法。5、2004年5月24日國家質檢總局發(fā)布進出境轉基因產(chǎn)品檢驗檢疫管理辦法。6、2004年6月1日國家衛(wèi)生部發(fā)布轉基因食品衛(wèi)生管理辦法。7、2005年7月18日農(nóng)業(yè)部發(fā)布農(nóng)作物種子質量檢驗機構考核管理辦法(征求意見稿)和轉基因植物種子廣告審查辦法(征求意見稿)。8、2006年1

56、月27日農(nóng)業(yè)部發(fā)布農(nóng)業(yè)轉基因生物加工審批辦法。9、2006年5月12日農(nóng)業(yè)部發(fā)布轉基因作物田間試驗安全檢查指南。 10、2008年1月25日國家發(fā)展改革委、財政部發(fā)布關于農(nóng)業(yè)轉基因生物安全評價費和檢測費收費標準及有關問題的通知。(二)、農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例1、基本信息：條例共計八章五十六條，分別為總則、研究與試驗、生產(chǎn)與加工、經(jīng)營、進口與出口、監(jiān)督檢查、罰則、附則。2、立法目的：加強農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理，保障人體健康和動植物、微生物安全，保護生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)轉基因生物技術研究。3、管理范圍：在中華人民共和國境內從事農(nóng)業(yè)轉基因生物的研究、試驗、生產(chǎn)、加工、經(jīng)營和進口、出口活動，必須遵守

57、本條例。4、管理對象： 1）轉基因動植物(含種子、種畜禽、水產(chǎn)苗種)和微生物， 2）轉基因動植物、微生物產(chǎn)品， 3）轉基因農(nóng)產(chǎn)品的直接加工品， 4）含有轉基因動植物、微生物或者其產(chǎn)品成分的種子、種畜禽、水產(chǎn)苗種、農(nóng)藥、獸藥、肥料和添加劑等產(chǎn)品。5、基本制度： 1）農(nóng)業(yè)轉基因生物安全評價制度； 2）生產(chǎn)許可證制度； 3）經(jīng)營許可證制度； 4）農(nóng)業(yè)轉基因生物標識制度； 5）農(nóng)業(yè)轉基因進口安全管理制度。6、管理部門： 1）國務院農(nóng)業(yè)行政主管部門負責全國農(nóng)業(yè)轉基因生物安全的監(jiān)督管理工作。 2）縣級以上農(nóng)業(yè)行政主管部門負責本行政區(qū)域內的農(nóng)業(yè)轉基因生物安全的監(jiān)督管理工作。縣級以上衛(wèi)生行政主管部門依照負責轉

58、基因食品衛(wèi)生安全的監(jiān)督管理工作。 3）國務院建立農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理部際聯(lián)席會議制度，由農(nóng)業(yè)、發(fā)改委、科技、環(huán)保、衛(wèi)生、商務、檢驗檢疫等部門負責人組成，負責研究、協(xié)調農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理工作中的重大問題。(三)、農(nóng)業(yè)轉基因生物安全評價管理辦法1、評價制度：安全等級為、的實驗研究和所有安全等級的中間試驗實行報告制管理，環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗和申請領取安全證書實行審批制管理。2、評價內容：農(nóng)業(yè)轉基因生物對人類、動植物、微生物和生態(tài)環(huán)境構成的危險或潛在風險，主要包括環(huán)境安全和食品安全。3、安全等級：按照對人類、動植物、微生物和生態(tài)環(huán)境的危險程度，將農(nóng)業(yè)轉基因生物分為4個等級。 安全等級I：尚不存在

59、危險； 安全等級：具有低度危險； 安全等級：具有中度危險； 安全等級：具有高度危險。4、評價步驟： 1）確定受體生物的安全等級； 2）確定基因操作對受體生物安全等級影響的類型； 3）確定轉基因生物的安全等級； 4）確定生產(chǎn)、加工活動對轉基因生物安全性的影響； 5）確定轉基因產(chǎn)品的安全等級。5、評估原則：通用原則：科學透明原則、預防原則、個案分析原則、漸進原則、熟悉原則、實質等同性等原則。重點把握： 1）我國為該物種起源中心或基因多樣性中心的轉基因生物； 2）其種植區(qū)是否有該物種近緣野生種的轉基因生物； 3）異源還是同源的轉基因生物； 4）帶有抗生素等標記的食用轉基因生物； 5）直接食用的或用于

60、食品加工和食物類的轉基因生物； 6）新研發(fā)的、具有新性狀、新用途（如用作醫(yī)藥、保健和工業(yè)原料）轉基因生物的安全性情況； 7）提供盡可能詳盡的國內外生物安全研究及試驗數(shù)據(jù)。6、管理機構：主管部門：國務院農(nóng)業(yè)行政主管部門負責農(nóng)業(yè)轉基因生物的安全評價管理工作。評價機構：設立國家農(nóng)業(yè)轉基因生物安全委員會，負責農(nóng)業(yè)轉基因生物的安全評價。安委會由部際聯(lián)席會議成員部門及科研教學單位推薦的，從事農(nóng)業(yè)轉基因生物研究、生產(chǎn)、加工、檢疫檢疫以及衛(wèi)生、環(huán)境保護等方面的專家組成。安委會分為轉基因植物與 植物用微生物（2個組）、轉基因動物與動物用微生物組、食用安全組。組織實施：由農(nóng)業(yè)部每年組織農(nóng)業(yè)轉基因生物安全委員會對在